Почему сердце находится слева, а стрелки часов движутся вправо. Тайны асимметричности мира

Если преобладание L-аминокислот или, в данном случае, D-углеводов не объясняется всего лишь случайностью, то что-то должно было дать небольшое преимущество жизни, основанной на L-аминокислотах, перед жизнью на D-аминокислотах. И снова возникают два отдельных вопроса – каким образом L-аминокислоты получили преимущество над D-аминокислотами и как получилось, что это небольшое преимущество усилилось настолько, что D-аминокислоты практически не встречаются в живых организмах. В основном суждения касаются преимущества L-аминокислот над D-аминокислотами, сочетаясь со смутными надеждами на то, что и все остальное как-нибудь утрясется сообразно этой теории. Дьявол, однако, в деталях: не ясно, сколь велик должен был быть избыток L-аминокислот. Если бы он был слишком мал (а обычно он чрезвычайно мал), то он был бы поглощен, в буквальном смысле смыт в хаосе первобытной Земли. Многие теории говорили о некоторой асимметрии самой Земли, возможно, ее магнитного поля или кристаллов кварца, или гравитационных полей, но в конечном счете все они оказались неудачными теоретически, эмпирически или с обеих сторон. Поэтому любое возможное объяснение должно отойти от собственно самой планеты и обратиться или вглубь, к работе атома, или вовне, в глубины космоса[198].

Физики называют симметрию левого и правого «четностью», и они всегда исходили из того, что Вселенная симметрична – или, говоря их языком, в ней сохраняется четность. С точки зрения физики «положительная четность» означает, что отражение в зеркале ничего не меняет, а «отрицательная четность» зеркальна. У штопора четность отрицательная, и левый штопор, отраженный в зеркале, выглядит правым, но у винных бокалов четность положительна, зеркальное отражение ничего в них не меняет. По словам лорда Блэкетта, сохранение четности означает, что «в лавке Природы всегда в наличии одинаковое количество левых и правых штопоров». Представьте, что вы смотрите на игру в бильярд – непосредственно или в зеркале. Невозможно только по движению шаров определить, где реальность, а где зеркальное отражение, потому что законы физики, определяющие движение шаров, одинаковы и в реальности, и в зеркале. Однако это не так применительно ко многим ситуациям обыденной жизни. Допустим, ваш друг-правша открывает бутылку вина, наполняет бокал и садится почитать «Таймс». Множество деталей подскажут, какой вариант зеркален: штопор окажется закручен влево, и вращать его будут против часовой стрелки, вино будут наливать левой рукой, а текст в газете будет зеркальным. В повседневной жизни четность не сохраняется, в лавках у людей количество левых и правых штопоров не совпадает, и присущая людям сильная лево-правая асимметрия накладывает отпечаток на все, с чем они соприкасаются. Четности, однако, есть место в физике. Янг Чжэньнин в своей Нобелевской речи отметил, что «законы физики всегда демонстрировали полную симметрию левого и правого». Однако в 1957 году большой шум вызвало, по выражению лорда Блэкетта, «одно из самых любопытных и волнующих событий в истории современной физики»: в Вашингтоне в ходе занявшего всего 48 часов эксперимента Ву Цзяньсюн продемонстрировала совершенно противоположное ожиданиям большинства физиков. Оказалось, что четность не сохраняется[199].

Между тем представление о сохранении четности отнюдь не было нелепостью. Физика признает в природе четыре очень разных типа взаимодействий – электромагнитное, сильное, слабое и гравитационное, – и для трех из них, электромагнитного, сильного и гравитационного, существовали явные признаки сохранения четности. Поэтому, когда два молодых американских физика китайского происхождения Ли Чжэндао и Янг Чжэньнин в октябре 1956 года опубликовали теоретическую работу, в которой предположили, что для слабых взаимодействий четность может не сохраняться, и предложили проверить это экспериментально, они столкнулись с волной скептицизма, несмотря на то что само предположение основывалось на обнаруженных Янгом и Ли аномалиях в более ранних данных. Убедить Национальное бюро стандартов в Вашингтоне провести эксперимент было непросто, поскольку в Бюро были убеждены, что это пустая трата времени, и эксперимент лишь неизбежно подтвердит сохранение четности. И теоретики в Бюро были не одиноки – одним из классических примеров верности теории, о которых ученые впоследствии сожалели, стало письмо, присланное из Цюриха знаменитым физиком-теоретиком, нобелевским лауреатом Вольфгангом Паули: «Я не верю, что Господь – левша, и готов поставить кругленькую сумму на то, что эксперимент покажет симметричные результаты». Неизвестно, сделал ли он ставку на самом деле, но если и сделал, то проиграл[200].